浅谈PLC的主要功能及在生产生活中的应用

2016-06-23山东科技大学谷红生刘全新陈长龙

电子世界 2016年11期

关键词：组成功能应用

山东科技大学谷红生刘全新李昂陈长龙

山东科技大学谷红生刘全新李昂陈长龙

【摘要】随着科学技术的发展，电气控制在生产生活中得到广泛的应用。可编程逻辑控制器（PLC）以其独特的优势逐渐取代继电器控制，以满足人们的需要。本文从PLC的主要功能以及在生产生活中的应用出发，对PLC进行概要描述。

【关键词】PLC；组成；功能；应用

1 PLC的组成

PLC为Program Logic Controller的英文缩写，中文名称为可编程逻辑控制器，是一种代替继电器，为工业生产而设计的控制器。它的内部存储器采用可编程的形式，以便用来在其内部存储程序指令，例如顺序控制、定时、计数、逻辑运算、数字运算以及模拟量控制等，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关外部设备，都应按易于与工业系统连成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。PLC主要由以下部分组成：

（1）CPU：CPU是整个控制器的“大脑”，主要对输入的信号进行识别、编译、执行运算、送入到输出映像寄存器等工作，还可以对设备的各种请求做出响应，并具有诊断内部电路故障、语法错误的能力。

（2）存储器：存储器分为系统程序存储器和用户程序存储器。系统程序存储器用来存放厂家编写的系统程序，并固化在EPROM、RPOM存储器中，用户不可访问与修改。用户程序存储器可分为用户程序区、系统区、数据区。用户程序区用于存放用户程序，系统区存放CPU的组态数据，数据区用来存放动态数据。

（3）I/O接口：I/O接口包括输入单元和输出单元。输入单元将外部信号转换为可供CPU识别的内部信号，输出单元则将中央处理器输出的信号转化为所控制器件能接受的信号。

（4）编程器：编程器是PLC的重要外部设备。它的作用是提供用户程序的编制、编辑、调试和编视等。编程器可以是带有编程软件的个人计算机，也可以是专门的编程器。

（5）电源：电源单元是PLC的电源供给部分。它的作用是把外部供应的电源转换成系统内部所需的电源，以满足需求。

2 PLC的主要功能

（1）数字量控制：数字量控制是PLC最基本的控制功能。PLC运用其逻辑运算能力可以进行各种简单和复杂的控制，用以取代传统的继电器控制。

（2）模拟量控制：PLC可通过A/D转换模块将工业生产中的模拟信号转换为数字信号，并通过D/A转换模块将CPU处理后的数字量结果转换为模拟量，以完成对连续量的控制。

（3）定时控制：PLC为用户提供了若干个用于实现定时控制的定时器，包括接通延时定时器（TON）、断开延时定时器（TOF）、有记忆接通延时定时器（TONR）。定时器的时间可由用户自行设定。

（4）计数控制：PLC为用户提供了若干个用于实现计数控制的计数器，包括增计数器、减计数器、增/减计数器。计数器的值可由用户自行设定。

（5）顺序控制：PLC可对应用程序进行顺序控制。顺序控制继电器（SCR）指令包括LSCR（程序段的开始）、SCRT（程序段的转换）、SCRE（程序段的结束）从而将控制程序进行逻辑分段，以实现顺序控制。

（6）数据处理：PLC具有数据处理的能力。其不仅能实现数据运算和数据传递，还可以进行数据比较、数据转换、数据显示以及数据通讯等。

3 PLC在控制中的应用

3.1 PLC对电机的控制

PLC可对电机进行启动停止、正转反转、点动、顺序启动与停止、Y-△降压启动等的控制。下面以Y-△降压启动为例简述PLC对电机的控制。控制要求：要求电机先按照星形连接，一定时间后星形断开，连成三角形连接。

I/O分配表和梯形图

控制过程

闭合启动开关I0.1后，内部标志位存储器线圈M1.0接通并实现自锁，此时Q0.3线圈接通，电动机接成星形连接，t3时间后Q0.1电源接通；计时时间t1到达之后，Q0.3断开，T34开始计时。T2时间后，Q0.2线圈接通，电动机接成三角型连接，从而实现星形、三角形连接的转换过程。

3.2 PLC对灯的控制

PLC可对信号灯、交通灯、彩灯等进行控制。下面以闪烁灯控制为例进行介绍。控制要求：实现闪烁灯一定时间的亮和灭。

I/O分配表和梯形图

控制过程

闭合启动开关I0.1后，T37开始计时。经过1s时间后，T37开关闭合，Q0.1接通，同时T38开始计时。经过2s时间后，常闭开关T38断开，Q0.1断开，定时器T37和T38复位，从而实现闪烁循环。

3.3 PLC在工业中的控制

PLC在工业中可对深孔钻组合机床、遥控自卸车、游泳池控制系统、润滑泵和工作泵的启动与停止、仓库存放货物数量等各种控制系统进行控制。下面以产品包装为例进行介绍。

I/O分配表和梯形图

控制过程

闭合启动开关I0.1后，传送带电机Q0.0启动并实现自锁，产品在传送机上进行传送。与此同时，产品每通过检测器PH一次，相应计数器C20接受一次脉冲信号，计数加1。当达到预设值24时，开关C20常开触点闭合，常闭触点断开，传送带暂停，机械手动作，定时器T37开始计时。2s后，定时时间结束，机械手停止，传送带开始工作，定时器、计数器清零，从而实现循环。